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移动通信基站电磁辐射在环境中的分布研究

作　者: 王淑娟
导　师: 王沫；高水生
学　校: 华中农业大学
专　业: 农药学
关键词: 移动通信基站电磁辐射环境影响空间分布
分类号: X591
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着生产的发展,社会的进步,手机的使用已遍布于社会的各个角落,为人们的生产和生活带来很大的方便。为了满足广大群众随时随地对信号的需求,于是大批大批的移动通信基站应运而生。在移动通信基站的建设和运行过程中,电磁辐射问题同样成为人们关注的焦点。为了使公众对基站电磁辐射有更深入正确的认识,避免引起不必要的恐慌,基站的电磁辐射强度和特点的研究显得尤为重要。本论文以国家环境保护局发布的国标“电磁辐射防护规定”(GB8702-88)和《辐射环境保护管理导则电磁辐射环境影响评价方法与标准》(HJ/T10.3-1996)为依据,以移动通信基站为研究对象,根据《辐射环境保护管理导则电磁辐射监测仪器和方法》(HJ/T10.2-1996)中的电磁辐射轴向功率密度预测公式,从理论上对基站电磁波的轴向传播特点、基站电磁辐射的强度等进行预测,并推算出不同移动通信基站符合标准的安全防护距离。论文对湖北省范围内2007、2008两年建设的816个基站进行了现场监测,对大量的监测数据进行统计分析。并选取了多个典型基站,对水平方向和竖直方向的电磁辐射分别进行了详细测量。结果如下：1.基站近距离电磁辐射强度大小顺序是：天线正面>天线侧面>天线背面,天线主瓣方向上电磁辐射随距离的增加呈现先增加后减少的趋势,最大值出现的位置为电磁波的地面投射点。2.天线辐射垂直方向波瓣有一定的宽度,对5个典型基站垂直方向上的测量结果表明：天线正对的高层建筑上,电磁辐射最大值出现在与天线高度最接近的楼层。说明基站天线电磁辐射在主瓣方向上最大,偏离主瓣方向则强度降低,偏离越大降低越明显。3.根据《电磁辐射防护规定》(GB8702-88)中公众总的受照射剂量限值40μW/cm2和单个项目电磁辐射环境管理限值8μW/cm2的要求,多合1型基站和2合1型基站的安全防护距离分别为5m、8m和6m、12m。4.实际监测数据与理论预测结果相比较,二者基本吻合但仍有一定偏差,分析其原因可能为：①预测模式按照标称功率计算,实际运行期间功率并未达到标称功率；②理论预测仅针对基站天线本身的电磁辐射进行研究,不包括外界环境中其它辐射体的影响,而实际测量的电磁辐射还包括周围其它电磁波,所以测量值有时会比预测值大；③天线实际架设的天线倾角、架设方式、高度等因素影响监测结果,理论预测的是天线电磁波轴向的电磁辐射强度,为同等距离时的最大值,但实际测量的点位与天线电磁波轴线有一定的偏离,使得测量值会比预测值小；④建筑物绕射、衍射、反射、空气阻挡等因素影响实际监测结果。5.通过对2007、2008年湖北省范围内建设的816个基站进行现场监测,统计分析了4161监测结果,可以看出移动通信基站周围电磁辐射随距离的增加呈现明显的衰减趋势,这与理论预测的结果是一致的。6.实际监测数据表明,基站周围1-5m范围内的测量值最大,随着距离的增大测量值逐渐降低,15m范围内影响较大,在40m之外辐射强度辐射多在0.4V/m左右,已基本接近本底水平。7.本研究所有测量结果中最大值为4.76V/m,转换成功率密度为6.01μW/cm2,全部测量结果均符合《电磁辐射防护规定》(GB8702-88)中公众照射的标准限值为40μW/cm2(12V/m)和《辐射环境保护管理导则电磁辐射环境影响评价方法与标准》(HJ/T10.3-1996)中4.2节中单个项目的环境管理限值8μW/cm2(5.37V/m)。

全文目录

摘要  6-8
ABSTRACT  8-11
1 文献综述  11-25
  1.1 GSM数字移动通信系统  11-12
    1.1.1 功能和组成  11-12
    1.1.2 网络覆盖与频段  12
  1.2 移动通信基站  12-17
    1.2.1 基站组成与功能  12
    1.2.2 基站天线  12-17
      1.2.2.1 天线类型  13
      1.2.2.2 天线固定方式  13-15
      1.2.2.3 天线增益和方向性  15-16
      1.2.2.4 波瓣宽度  16
      1.2.2.5 天线的极化  16-17
      1.2.2.6 天线高度与覆盖范围  17
  1.3 移动基站电磁辐射特点  17-18
  1.4 选题背景与意义  18-19
  1.5 国内外研究现状概况  19-23
    1.5.1 国外研究概况  19-21
    1.5.2 国内研究概况  21-23
  1.6 监测项目和标准依据  23-25
    1.6.1 监测项目  23-24
    1.6.2 相关标准  24-25
      1.6.2.1 公众总的受照射剂量限值  24
      1.6.2.2 单个基站的电磁辐射管理限值  24-25
2 基站电磁辐射分布预测及防护距离推算  25-33
  2.1 研究对象和方法  25-26
  2.2 预测结果与分析  26-31
  2.3 安全防护距离推算  31
  2.4 讨论  31-33
3 基站电磁辐射空间分布规律研究  33-41
  3.1 水平方向分布规律研究  33-36
    3.1.1 研究对象和方法  33
    3.1.2 监测仪器  33
    3.1.3 结果与分析  33-36
  3.2 垂直方向分布规律研究  36-39
    3.2.1 研究对象和方法  36
    3.2.2 监测仪器  36
    3.2.3 结果与分析  36-39
  3.3 预测结果的复核  39-40
  3.4 讨论  40-41
4 基站周围电磁辐射分布统计研究  41-48
  4.1 研究对象和方法  41
  4.2 监测仪器  41
  4.3 结果与分析  41-47
  4.4 讨论  47-48
5 结论  48-50
参考文献  50-53
致谢  53-54
附件:研究生期间的主要研究成果  54

移动通信基站电磁辐射在环境中的分布研究

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